Physiologie de la plongée plongée libre, plongée en apnée, plongée en scaphandre

Transcription

1 Physiologie de la plongée plongée libre, plongée en apnée, plongée en scaphandre 1

2 Physiologie de la plongée plongée libre, plongée en apnée, plongée en scaphandre Notions élémentaires de Physique appliquée à la plongée Densité de l eau > densité de l air. 1litre d air = 1.293g, 1 litre d eau = 1000g (x800) Pression + P hydrostatique P absolue = Patm mmhg / 10 m d eau 1 kg/cm 2 / 10 m d eau Les variations de pression sont d autant plus importantes que l on se rapproche de la surface Conséquences : Organes solides (-) Organes liquides (-) Cavités aériennes (+++) Gaz dissous (+++) 2

3 A la descente, action sur les cavités aériennes (+++) Loi de Boyle Mariotte Loi de Boyle Mariotte P. V = Cte Si la cavité est fermée et à parois «mobiles» (cavité thoracique à glotte fermée) : la variation de pression entraîne une variation de volume (par exemple, de 0 à -30 m, la pression est multipliée par 4 et le volume diminué de 1 L à 0.25 L) la cavité thoracique est comprimée. Si la cavité est fermée et de volume +/- invariable, la pression à l intérieure devient inférieure à la pression extérieure Barotraumatisme sinusien (avec suffusion de plasma voire de sang) Barotraumatisme de l oreille (le tympan fait protrusion à l intérieur de l oreille moyenne avec risque de rupture et surdité) 3

4 Loi de Henry Loi de Henry : Vol de gaz dissout = F part. x P absolue (atm) x α x Vol de liquide action sur les gaz dissous (+++) A la descente, A température constante et à saturation, la quantité de gaz dissout dans un liquide est proportionnelle à la pression qu'exerce ce gaz sur le liquide. La dissolution proportionnelle à la nature du gaz, la température, la pression. Pour l azote de l air (N 2 ), Faction partielle du gaz = (P partielle / P absolue) = 70%, α = 0.13, Vol de liquide = vol liq extracelullaire + vol liq intracellulaire = 42 L À la surface : À 30 m : À 300 m : Vol N 2 dissout = 70% x 1 (atm) x 0.13 x 42 = 0.4 L Vol N 2 dissout = 70% x 4 (atm) x 0.13 x 42 = 1.6 L Vol N 2 dissout = 70% x 31 (atm) x 0.13 x 42 = 12 L La dissolution des gaz est un phénomène qui n est pas instantané mais exponentiel /tps 4

5 5

6 Loi de Boyle Mariotte A la descente, pour éviter la «rétraction» des cavités, il faut augmenter la masse de gaz pour maintenir le volume intra cavitaire (M=P/P 0 x M 0 ) cavité pulmonaire : respiration avec l embout buccal d un gaz dont la masse augmente de façon proportionnelle à l augmentation de la P absolue sans modification des fractions gazeuses du mélange respiratoire, cavités sinusiennes : la pression s équilibre avec la pression des voies aériennes supérieures, la pression du mélange respiratoire. Si les méats sont obstrués, il faut développer des effort de surpression nasale à nez pincé, pour éviter une dépression relative. cavité auriculaire moyenne : déglutition pour équilibrer les pressions intra et extra cavitaires. 6

7 Loi de Boyle Mariotte A la remontée, Si la cavité est fermée et à parois «mobiles» (cavité thoracique à glotte fermée) : la variation de pression entraîne une variation de volume (par exemple, de -30 à 0 m, la pression est divisée par 4 et le volume augmente de 1 L à 4 L) la cavité thoracique est distendue, la limite d élasticité pulmonaire surpassée. survenue d accident de surpression pulmonaire +++ temps de remontée et expiration active +++ 7

8 Loi de Boyle Mariotte A la remontée, la cavité thoracique est distendue, la limite d élasticité pulmonaire surpassée. survenue d accident de surpression pulmonaire avec dilatation pulmonaire diffusion accrue (embolies gazeuses possibles) effet garrot sur la petite circulation (surcharge cardiaque droite) claquage alvéolaire embolie cérébrale, pneumo-médiastin, pneumothorax. +++ temps de remontée et expiration active +++ 8

9 Loi de Boyle Mariotte A la remontée, Si la cavité est fermée et à parois «mobiles» (voies digestives) : douleurs abdominales rarement compliquées Si la cavité est fermée et de volume +/- invariable, la pression à l intérieur devient supérieure à la pression extérieure Barotraumatisme de l oreille (le tympan fait protrusion à l extérieur de l oreille moyenne avec risque de rupture et surdité) +++ temps de remontée et expiration active +++ 9

10 Loi de Henry Saturation P = p A la descente, Sous-saturation P > p Gradient de diffusion 10

11 Loi de Henry capacité en O 2 de l'hb = pouvoir oxyphorique de l'hb x hémoglobinémie pouvoir oxyphorique de l'hb = quantité d'o 2 fixée par 1 g d'hb (1,34 ml/g) saturation en oxygène de l'hb = contenu réel en O 2 / capacité en O 2, : contenu en O 2 = capacité en O 2 x saturation de l'hb pour la PO 2 locale 11

12 Loi de Henry A la descente, Pour l azote de l air (N 2 ), à 300 m, Vol dissout 11.8 L (90%) 12 L 0.4 L Temps (h) La dissolution des gaz est un phénomène qui n est pas instantané mais exponentiel /tps 12

13 Loi de Henry Saturation P = p A la remontée, Sur-saturation P < p Gradient de diffusion 13

14 Loi de Henry Loi de Henry : Vol de gaz dissout = F part. x P absolue (atm) x α x Vol de liquide A la remontée, Le volume du gaz présent dans les tissus devient supérieur au volume du gaz qui peut être dissout, c est vrai pour le N 2, les gaz rares, c est faux pour l O2 qui est consommé, Dès que la Pp du gaz dans les poumons < Pp du gaz dissout dans le sang veineux, les tissus sont en état de sursaturation pour le gaz considéré. Quand la P du gaz dissout > 2x la P du gaz dans les poumons, SURSATURATION Quand le seuil de sursaturation est dépassé, il y a «vaporisation» des gaz avec formation de bulles dans les liquides extracellulaires, le sang et les liquides intracellulaires (+ la graisse pour le N 2 ) 14

15 Loi de Henry Sursaturation progressive A la remontée Formation d une bulle P diastolique P systolique P diastolique X Compression X de la bulle = Arrêt circulatoire dans l artère 15

16 Loi de Henry Loi de Henry : Vol de gaz dissout = F part. x P absolue (atm) x α x Vol de liquide A la remontée, En remontée lente avec respect des paliers de décompression, libération du volume des gaz dissous du sang vers les poumons (diffusion cap pulmonaire) libération des gaz dissous des tissus vers le sang (diffusion cap systémique) sans «vaporisation» entre 1 et 2 fois la P du gaz dans les poumons. En remontée rapide, le seuil de sursaturation peut être dépassé avec formation de bulles 16

17 Loi de Henry Table de palier de décompression 17

18 Loi de Henry Loi de Henry : Vol de gaz dissout = F part. x P absolue (atm) x α x Vol de liquide pendant la plongée, Toxicité des gaz Oxygène, Azote, effet Lorrain-Smith effet Paul Bert narcose des profondeurs 18

19 Plongée en apnée 19

20 Plongée en apnée Loi de Boyle Mariotte : P x V = Cte A la descente, Plongée en apnée, cavité pulmonaire : est comprimée, cavités sinusiennes : la pression s équilibre avec la pression des voies aériennes supérieures si les méats sont libres. cavité auriculaire moyenne : la pression s équilibre avec la pression des voies aériennes supérieures au mouvements de déglutition. 20

21 Plongée en apnée Loi de Boyle Mariotte & loi de Henry Loi de Boyle Mariotte & Loi de Henry Pp (mmhg) A la descente, Plongée en apnée, 0 m -10 m 0 m apnée O 2 CO 2 apnée + plongée 21

22 Plongée en apnée Loi de Boyle Mariotte & Loi de Henry Loi de Boyle Mariotte & loi de Henry A la remonté, «Rendez-vous syncopal des 7 mètres» 22

23 Accidents de la plongée origine mécanique, surpression thoracique colique du scaphandrier barotraumatisme sinusien barotraumatisme de l oreille Origine toxique hyperoxie narcose de profondeurs (N 2 ) Origine biophysique (décompression) bend ostéoarticulaire (+++ épaule, coude, hanche, genou ---) accidents neurologiques (graisses et N 2,diffusion ralentie) (moelle dorsale basse +++ car circulation terminale, nerf optique, encéphale ---) accidents cardiovasculaire (bulle dans la circulation) 23